Эксперимент
Прикрепите груз на нити к динамометру.
Расположите его вертикально и запомните показания прибора, это будет вес тела в воздухе.
Продолжая удерживать динамометр вертикально, медленно погружайте тело в воду до тех пор, пока оно не окажется вблизи дна. Все время наблюдайте за показаниями динамометра.
1. Сделайте вывод.
2. Как вы думаете, если воду заменить какой-нибудь жидкостью другой плотности (меньшей и большей, чем у воды, то что вы могли бы наблюдать? Запишите ваши предположения.
Теоретическое исследование
Для объяснения наблюдаемого явления нам предстоит сделать некоторые, не очень сложные, математические расчеты. Но сначала надо сделать в тетради рисунок некоторого тела, погруженного в жидкость. Это будет модель ситуации, явления. Модель должна быть наиболее простой. Как вы думаете, какой формы должна быть наиболее простая модель? (Выберите из предложенных тел: шар, цилиндр, тело произвольной формы) Выбрав, попробуйте обосновать, почему вы выбрали именно это тело? Не торопитесь!
3. Сначала вспомните, а) что такое давление и запишите формулу для его вычисления; б) запишите формулу для вычисления давления внутри жидкости; в) действует ли на тело окружающая его жидкость? г)что можно сказать о давлении в жидкости на одном и том же уровне? д) как изменяется давление с глубиной? е). Где это давление больше?
Теперь зарисуйте тело, выбранной формы, погруженное полностью в жидкость.
Изобразите на рисунке силы давления на различные участки тела (сверху , снизу
, по бокам
). Удобна ли выбранная вами модель?Правильно ли вы силы изобразили на рисунке? (точка приложения, направление, приблизительный масштаб).
Сравните силы, действующие на боковые грани тела, на верхнюю и нижнюю грани. Что пытаются сделать с телом каждая из этих сил?
5. Запишите формулу для расчета этих сил, о бозначив площадь поперечного сечения тела через S. (подсказка: см. пункт а). Найдите равнодействующую этих сил. Она называется силой Архимеда и обозначается Куда она направлена?
Какой вывод вы можете сделать теперь? Запишите его.
Дело осталось за малым! Получить математическое обоснование наблюдаемого явления!
Покажите на рисунке h1 - глубину погружения верхней грани тела, h2– нижней грани, h – высоту самого тела. Запишите формулы для расчета давления жидкости p1 и p2 на тело на этих глубинах. Подставьте значения этих давлений в формулы для расчета равнодействующей сил. Вынесите общие множители за скобку. Что из себя представляет выражение, получившиеся в скобках? Не забывайте смотреть на рис.
Вспомните, как находится объем тела. Нет ли в получившемся выражении формулы объема? Что же за формула у нас в конечном итоге получится?
Напишите правило нахождения силы Архимеда. Еще эту силу называют выталкивающей силой..
Произведение плотности жидкости на объем части тела, погруженной в жидкость – это масса жидкости в объеме этой части тела
![]() | |||||||
![]() | |||||||
![]() | |||||||
![]() | |||||||
Выталкивающая сила
(сила Архимеда) равна весу жидкости в объеме погруженной части тела